Il plasma degli spessi dischi di accrescimento che circondano i buchi neri supermassicci è percorso da forze di marea e turbolenze che influiscono sulla direzione e sull'intensità dei getti di particelle energetiche emessi da questi corpi celesti (red)
La regione vicina all'orizzonte di un buco nero che forma un nucleo galattico attivo è molto più dinamica e tempestosa di quanto si pensasse. I dischi di accrescimento che circondano i buchi neri sono infatti sottoposti a forze che influiscono e modificano la direzione di emissione e l'intensità dei potenti getti relativistici di particelle altamente energetiche che vengono proiettati nello spazio da questi corpi celesti. E' la conclusione di uno studio condotto da astrofisici della Stanford University, della Princeton University e dell'Università del Maryland, che firmano in proposito un articolo su “Science”.
I buchi neri funzionano come motori che convertono l'energia gravitazionale in getti di radiazione emessa dal plasma dei loro dischi di accrescimento, ovvero dalle strutture formate dalle nubi di gas e polveri surriscaldate che sono in via caduta sul buco nero stesso. La direzione e l'intensità di questi getti è influenzata dalla rotazione del buco nero e ricerche precedenti hanno indicato che, a loro volta, questi getti hanno un ruolo dinamico nell'evoluzione della galassia ospite, influenzando il tasso di formazione formazione stellare.
L'asse di rotazione di un buco nero punta in genere in una direzione che è inclinata di un certo angolo rispetto all'asse di rotazione del plasma del disco di accrescimento e alla direzione del suo campo magnetico. Questa inclinazione influenza l'intensità della radiazione tramite variazioni del potenziale gravitazionale che interessa il plasma e quindi, a causa delle deformazioni del disco e del ripiegamento del getto, quello che un osservatore può vedere da differenti angoli di vista.
Nel caso di dischi di accrescimento sottili, il loro asse di rotazione tende ad allinearsi con l'asse di rotazione del buco nero in virtù del cosiddetto effetto Bardeen-Petterson. Che cosa accade in presenza
di un disco di accrescimento di maggior spessore, tuttavia, è stato per lungo tempo un mistero. Per capirne di più, Jonathan C. McKinney e colleghi hanno sviluppato una serie di simulazioni numeriche dei flussi di fluidi magnetoidrodinamici intorno a buchi neri in rotazione, prendendo in particolare casi di studio come Sagittarius A* (Sgr A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, la nostra galassia), e il nucleo galattico attivo della galassia M87.
In questo modo sono riusciti a identificare un nuovo meccanismo, differente dall'effetto Bardeen-Petterson, che porta anch'esso a orientare il getto lungo l'asse di rotazione del buco nero, ma solo nelle più strette vicinanze del buco nero. Allontanandosi, le complesse turbolenze e forze di marea che si formano nel plasma del disco di accrescimento deviano il getto, che alla fine arriva a riorientarsi nella direzione dell'asse di rotazione del disco.
I risultati ottenuti, osservano i ricercatori, potrebbero essere usati anche per ottenere ulteriori conferme sperimentali della teoria della relatività generale di Einstein.
http://www.lescienze.it/news/2012/11/16/news/buchi_neri_getti_turbolenze_disco_di_accrescimento-1370229/
